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【高效c语言】(三)--如何优化C语言代码(程序员必读)

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    [LV.9]以坛为家II

    发表于 2012-11-5 00:01:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
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    1、选择合适的算法和数据结构

    应该熟悉算法语言,知道各种算法的优缺点,具体资料请参见相应的参考资料,有

    很多计算机书籍上都有介绍。将比较慢的顺序查找法用较快的二分查找或乱序查找

    法代替,插入排序或冒泡排序法用快速排序、合并排序或根排序代替,都可以大大

    提高程序执行的效率。.选择一种合适的数据结构也很重要,比如你在一堆随机存

    放的数中使用了大量的插入和删除指令,那使用链表要快得多。

    数组与指针语句具有十分密码的关系,一般来说,指针比较灵活简洁,而数组则比

    较直观,容易理解。对于大部分的编译器,使用指针比使用数组生成的代码更短,

    执行效率更高。但是在Keil中则相反,使用数组比使用的指针生成的代码更短。。


    3、使用尽量小的数据类型

    能够使用字符型(char)定义的变量,就不要使用整型(int)变量来定义;能够使用

    整型变量定义的变量就不要用长整型(long int),能不使用浮点型(float)变量就

    不要使用浮点型变量。当然,在定义变量后不要超过变量的作用范围,如果超过变

    量的范围赋值,C编译器并不报错,但程序运行结果却错了,而且这样的错误很难

    发现。

    在ICCAVR中,可以在Options中设定使用printf参数,尽量使用基本型参数(%c、

    %d、%x、%X、%u和%s格式说明符),少用长整型参数(%ld、%lu、%lx和%lX格式说明

    符),至于浮点型的参数(%f)则尽量不要使用,其它C编译器也一样。在其它条件不

    变的情况下,使用%f参数,会使生成的代码的数量增加很多,执行速度降低。



    4、使用自加、自减指令

    通常使用自加、自减指令和复合赋值表达式(如a-=1及a+=1等)都能够生成高质量的

    程序代码,编译器通常都能够生成inc和dec之类的指令,而使用a=a+1或a=a-1之类

    的指令,有很多C编译器都会生成二到三个字节的指令。在AVR单片适用的ICCAVR、

    GCCAVR、IAR等C编译器以上几种书写方式生成的代码是一样的,也能够生成高质量

    的inc和dec之类的的代码。



    5、减少运算的强度

    可以使用运算量小但功能相同的表达式替换原来复杂的的表达式。如下:

    (1)、求余运算。

      a=a%8;

    可以改为:

      a=a&7;

    说明:位操作只需一个指令周期即可完成,而大部分的C编译器的“%”运算均是调

    用子程序来完成,代码长、执行速度慢。通常,只要求是求2n方的余数,均可使用

    位操作的方法来代替。



    (2)、平方运算

      a=pow(a,2.0);

    可以改为:

      a=a*a;

    说明:在有内置硬件乘法器的单片机中(如51系列),乘法运算比求平方运算快得多

    ,因为浮点数的求平方是通过调用子程序来实现的,在自带硬件乘法器的AVR单片

    机中,如ATMega163中,乘法运算只需2个时钟周期就可以完成。既使是在没有内置

    硬件乘法器的AVR单片机中,乘法运算的子程序比平方运算的子程序代码短,执行

    速度快。

    如果是求3次方,如:

      a=pow(a,3.0);

    更改为:

      a=a*a*a;

    则效率的改善更明显。



    (3)、用移位实现乘除法运算

      a=a*4;

      b=b/4;

    可以改为:

      a=a<<2;

      b=b>>2;

    说明:通常如果需要乘以或除以2n,都可以用移位的方法代替。在ICCAVR中,如果

    乘以2n,都可以生成左移的代码,而乘以其它的整数或除以任何数,均调用乘除法

    子程序。用移位的方法得到代码比调用乘除法子程序生成的代码效率高。实际上,

    只要是乘以或除以一个整数,均可以用移位的方法得到结果,如:

      a=a*9

    可以改为:

      a=(a<<3)+a



    6、循环

    (1)、循环语

    对于一些不需要循环变量参加运算的任务可以把它们放到循环外面,这里的任务包

    括表达式、函数的调用、指针运算、数组访问等,应该将没有必要执行多次的操作

    全部集合在一起,放到一个init的初始化程序中进行。



    (2)、延时函数:

    通常使用的延时函数均采用自加的形式:

      void delay (void)

      {

    unsigned int i;

      for (i=0;i<1000;i++)

      ;

      }

    将其改为自减延时函数:

      void delay (void)

      {

    unsigned int i;

      for (i=1000;i>0;i--)

      ;

      }

    两个函数的延时效果相似,但几乎所有的C编译对后一种函数生成的代码均比前一

    种代码少1~3个字节,因为几乎所有的MCU均有为0转移的指令,采用后一种方式能

    够生成这类指令。

    在使用while循环时也一样,使用自减指令控制循环会比使用自加指令控制循环生

    成的代码更少1~3个字母。

    但是在循环中有通过循环变量“i”读写数组的指令时,使用预减循环时有可能使

    数组超界,要引起注意。



    (3)while循环和do…while循环

    用while循环时有以下两种循环形式:

    unsigned int i;

      i=0;

      while (i<1000)

      {

      i++;

      //用户程序

      }

    或:

    unsigned int i;

      i=1000;

      do

      i--;

      //用户程序

      while (i>0);

    在这两种循环中,使用do…while循环编译后生成的代码的长度短于while循环。



    7、查表

    在程序中一般不进行非常复杂的运算,如浮点数的乘除及开方等,以及一些复杂的

    数学模型的插补运算,对这些即消耗时间又消费资源的运算,应尽量使用查表的方

    式,并且将数据表置于程序存储区。如果直接生成所需的表比较困难,也尽量在启

    了,减少了程序执行过程中重复计算的工作量。



    8、其它

    比如使用在线汇编及将字符串和一些常量保存在程序存储器中,均有利于优化
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    发表于 2012-11-23 22:15:21 | 显示全部楼层
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    发表于 2012-11-25 04:25:23 | 显示全部楼层
    还只是看了这一小节,真心写得好{:soso_e179:}
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    发表于 2012-11-25 12:44:47 | 显示全部楼层
    Kite 发表于 2012-11-25 04:25
    还只是看了这一小节,真心写得好

    是啊,确实看后挺有收获的
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    [LV.4]偶尔看看III

    发表于 2012-12-4 22:00:39 | 显示全部楼层
    谢楼主,学习了!
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    该用户从未签到

    发表于 2012-12-6 15:20:15 | 显示全部楼层
    顶!!!!!!
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    [LV.3]偶尔看看II

    发表于 2013-5-23 21:38:12 | 显示全部楼层
    谢谢楼主,对于刚接触单片机的新手来说,这些是培养一个程序员写程序的风格
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    [LV.Master]伴坛终老

    发表于 2014-2-10 16:22:13 | 显示全部楼层
    谢谢分享!{:soso_e182:}
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    [LV.7]常住居民III

    发表于 2014-5-23 18:44:08 | 显示全部楼层
    “两个函数的延时效果相似,但几乎所有的C编译对后一种函数生成的代码均比前一种代码少1~3个字节,因为几乎所有的MCU均有为0转移的指令,采用后一种方式能够生成这类指令”

    学习了
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  • TA的每日心情
    开心
    2017-7-14 17:04
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    [LV.7]常住居民III

    发表于 2016-3-16 16:58:23 | 显示全部楼层
    学习了。。。
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